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Automedida de consumo en dispositivos portables
Julián Oreggioni, Leonardo Steinfeld
XIX Iberchip Workshop, Cusco, Perú, 01/mar/2013
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Agenda
•Problema a resolver
•Solución propuesta
•Conclusiones
•Preguntas
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Problema a resolver
•Medir el consumo de energía en tiempo real.
•No utilizar instrumentos externos.
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¿Para qué?
•Optimización de código fuera de un laboratorio.
•Toma de decisiones en tiempo de ejecución.
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Posibles soluciones
•Medida de corriente e integrar.
•Caracterizar el consumo de tareas (SW).
•Medida de la (des)carga de capacitores.
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Agenda
•Problema a resolver
•Solución propuesta
•Conclusiones
•Preguntas
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(Des)Carga de capacitores
∆Q = C * ∆V
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Método de medida
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Mejora en el método
∆Q = C * ∆V
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Claves del diseño
•Poco invasivo.
•Fácil incorporación.
•Bajo consumo.
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SEM
Self Energy Meter
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Configuraciones
#ifdef
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sem_core.h
void sem_init(void); void sem_reset_global_meter(void);float sem_get_global_meter(void);void sem_start_partial_metering(void);void sem_get_partial_metering(void (*callback_fn)(float));
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Tip: registro callback
void adc_start(void (*callback_fn)(float)){ adc_registered_callback_fn = callback_fn; // register callback // start conversion ......}
void adc_isr(){ // rutina de atencion a la interrucion del ADC Nadc=ADC10MEM; Vin = Vcc*Nadc/ADC_FSR; adc_registered_callback_fn(Vin); // Execute registered }
void sem_start_partial_metering(){ q_partial = 0; adc_start(_update_vc_initial_new_partial);}
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Tip: Hardware
¡Vin == Vcc!
NADC=1023xVin/Vcc
¡I por R!
NADC=1023xf(Vcc)/Vref
:)
NADC=1023xVref/Vcc
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sem_logger.h
#define MAX_LOG_ITEMS 30 typedef struct log_item_t { float q; char id; int time_stamp; } log_item_t;void sem_log_init(void);void sem_log_partial_q(log_item_t item);int sem_log_isempty(void);log_item_t sem_log_get_item(void);
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Validación
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Validación
•dQ = Ci x dVi
•Ci = calibrada
•dVi = osciloscopio
•dQ = I x dt => dQ = V/R x dt
•Area osciloscopio
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ValidaciónQ_esp (mC) Q_med (mC) Dif. Relativa
1,23 1,23 -0,2%
2,38 2,36 0,8%
3,61 3,59 0,5%
4,76 4,72 0,9%
5,99 5,95 0,7%
7,14 7,10 0,6%
8,37 8,34 0,4%
9,52 9,48 0,4%
10,75 10,70 0,5%
Q_esp = Ci x dViCi = calibradadVi = osciloscopio
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Aplicación de tercero
Demo – eZ430-RF2500 Sensor Monitor de TI
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Bitácora
•Consumo histórico y parcial.
•Bitácora de consumos (time stamp e ID).
•Gestión de la bitácora.
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Bitácora: ejemplo
while (TRUE){if (eventoA)controlEventoA();if (eventoB)controlEventoB();{
sem_reset_log()while (TRUE){if (eventoA) sem_log(A_in)controlEventoA(); sem_log(A_out)
if (eventoB)sem_log(B_in)controlEventoB();sem_log(B_out){
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Bitácora: ejemploid
time (ms)
Q_histórico (nC) ∆Q (nC)
A_in 1000 1200
A_out 1200 1400 200
B_in 1500 1700
B_out 1700 2700 2000
Control evento A: solo procesamiento (1 mA)Control evento B: usa HW entrada/salida (10 mA)
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Agenda
•Problema a resolver
•Solución propuesta
•Conclusiones
•Preguntas
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Conclusiones
•Integración: • conflicto por uso compartido de recursos
• falta de funcionalidades y periféricos.
•Consumo: • Periférico siempre on: Comparador
• Vref = 500uA y OA = 200uA
•Carga inicial de capacitores
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Conclusiones
•Método de medida: • consumo esporádico (si se mejora tema comparador).
• simple.
•Demasiado sobre el final prueba de SELF metering.
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Otro enfoque
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DEMO
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Trabajo a futuro
•Calibración.
•Estudio detallado de overhead consumo.
•Analizar el otro enfoque